Расчет клиноременной передачи на тяговую способность и долговечностьВиды разрушения ремня и критерии работоспособности клиноременных передач аналогичны таковым для плоскоременной передачи. Методы расчета передачи обоих типов также схожи.Расчет на тяговую способность заключается в определении требуе мого числа клиновых ремней для обеспечения нормальной работоспособ ности передачи: (45)где Ft— передаваемая окружная сила, Н; Ао — площадь поперечного сече ния клинового ремня, мм2 (см. табл.3); [К]п — допускаемое напряжение в ремне; Cz— коэффициент числа ремней (для двух, трех ремней Сz = 0,95; для четырех—шести Сz= 0,9; более шести Сz = 0,85); = 8 — наибольшее число клиновых ремней, обеспечивающее равно мерность их нагружения в передаче. При получении по расчету необходимо увеличить площадь поперечного сечения ремня, выбрать следующий больший профиль ремня и таким образом снизить число ремней.Расчет на долговечность. Число пробегов ремня в 1 сU=v/L≤[U], (46)где U — действительное число пробегов ремня за 1 с; и — скорость рем ня, м/с; L — расчетная длина ремня, м; [U] — допускаемое число пробегов ремня за 1 с. Для клиновых ремней [U] < 10 (в отдельных случаях [U]= 11 ÷ 12).Заводы-изготовители клиновых ремней производят проверку гарантий ной наработки То(ч) (табл.8) для ремней, а также условно-расчетной длины Lo. При расчетной длине выбранного клинового ремня L, отличаю щейся от табличной, гарантийную наработку (ч) для данного ремня опре деляют по формулеТ= T0(L/L0), (47)
где
То — гарантийная наработка ремней условно-расчетной длины
Lo, ч (табл. 8);
L — расчетная длина выбранного ремня, мм;
Lo— условно-рас четная длина ремня, мм (см. табл.8).
Таблица 8. Гарантийный срок службы ремней (для условно расчетной длины
L0)
Тип ремня
|
Условно-расчет ная длина Lo, мм
|
Гарантийная наработка T0, ч, не менее, для ремней
|
кордтканевых
|
кордшнуровых
|
Z(О)
|
1250
|
200
|
250
|
А
|
1700
|
В(Б)
|
2000
|
С(В)
|
2500
|
Д(Г)
|
3000
|
250
|
—
|
E(Д)
|
7100
|
EО(Е)
|
8500
|
При вытяжке клиновых ремней до 3% наибольшая гарантийная нара ботка стандартных клиновых ремней составляет 500 ч.
Последовательность проектировочного расчета клиноременной и по ликлиновой передачи.Расчет производят по аналогии с расчетом плоскоременных передач (некоторые изменения, связанные со спецификой клиноременной передачи, излагаются подробнее). Расчет клиноременной передачи следует вы полнять в следующем порядке.1. Предварительно задать скорость ремня (5—25 м/с) и в зависимости от заданных скорости и передаваемой мощности по табл.9 выбрать про филь ремня.
Таблица 9. Выбор типа клинового ремня в зависимости от передаваемой мощности и скорости ремня
Мощность Р, кВт
|
Тип ремня при скорости v, м/с
|
не более 5
|
5-10
|
св. 10
|
Не более 1
|
О; А
|
О; А
|
О
|
1-2
|
О; А; Б
|
О; А
|
О; А
|
2-4
|
А; Б
|
О; А; Б
|
О; А
|
4-7,5
|
Б; В
|
А; Б
|
А; Б
|
7,5-15
|
В
|
Б; В
|
Б; В
|
15-30
|
—
|
В
|
В
|
30-60
|
—
|
Д; Г
|
В
|
60-120
|
—
|
Д
|
Д; Г
|
120-200
|
—
|
Д; Е
|
Д; Г
|
Св. 200
|
—
|
—
|
Д; Е
|
Размеры сечения принять по табл.3. Так как заданным условиям за дачи мощности Р и скорости v в табл.9 соответствует несколько типов (сечений) ремней, рекомендуется вначале выбрать меньшее сечение и пе реходить к другим только в случае получения неприемлемо большого числа ремней .2. В зависимости от выбранного типа клинового ремня по табл. 6.5 принять диаметр малого шкива D1.3. По диаметру малого шкива D1 определить скорость ремня v и срав нить с допускаемой [v] = 25 м/с. Уточнить размер.4. Определить диаметр большого шкива D2и согласовать его значение с приведенными в табл.5.5. Уточнить передаточное число и.6. Назначить межосе вое расстояние а.7. По формуле (3) определить расчетную длину L ремня, округлить ее значение до стандартного (см. табл.3), после чего проверить долговеч ность ремня (ремней) по числу пробегов. При U> [U] вы брать следующее большее значение расчетной длины ремня L(см. табл. 3), удовлетворяющее условию U< [U], после чего уточнить межосе вое расстояние а.8. Определить угол обхвата меньшего шкива. При невыполнении ус ловий следует увеличить межосевое расстояние и соответственно изменить расчетную длину ремня L.9. Задать напряжение от предварительного натяжения и для выбранного типа ремня по табл. 6 принять допускаемое приведен ное полезное напряжение Ко, по табл.7 — поправочные коэффициенты Са, Ср, Со, Сv по формуле (39) определить допускаемое полезное напря жение [К]П.10. Рассчитать окружную силу F1по формуле (46).11. По формуле (43) определить требуемое число ремней . При > 8 необходимо по табл.3 изменить выбранный тип ремней на боль ший профиль и таким образом снизить число ремней.12. Рассчитать Fo, угол и Fs.13. Определить все размеры шкивов.При расчете поликлиновой передачи профиль ремня выбирают в зависи мости от передаваемой мощности меньшего шкива Рхи его угловой скоро сти 1 (рис.15).Диаметр D1 выбирают по табл.10. Число клиньев определяют по формулегде [z] — допускаемое число клиньев (см. табл. 4);
[Р]П=
[P]0CaCpC1Cz— допускаемая мощность, передаваемая одним кли ном, кВт;
[Р]о— допускаемая приведенная мощность для одного клина, кВт (см. табл. 6.10);
Са — коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на тяговую способность ремня (см. табл.7);
Ср — коэффициент режима работы (см. табл.7);
С1 — коэффициент, учитывающий влияние на долговечность длины ремня. Зависимость С, от отношения расчетной длины ремня
L к исходной длине
ZoL/Lo…..0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
Са.........0,85 0,91 0,96 1 1,03 1,06
Сг — коэффициент, зависящий от числа клиньев;при
z = 2÷3 Сг = 0,95;при
z = 4÷6 Сг = 0,9;при
z>6 Сг = 0,85.
Таблица 10. Значения
[Р]о для поликлиновых ремней
Обозначение сечения ремня
|
Диаметр меньше го шкиваD1мм
|
[P]0, кВт, при скорости ремня v, м/с
|
5
|
15
|
25
|
A (b0 = 710 мм)
|
40
45
50
|
0,14
0,155
0,165
|
0,32
0,36
0,40
|
0,49
0,53
|
Л(b0= 1600 мм)
|
80
90
100
|
0,39
0,45
0,50
|
0,79
0,97
1,12
|
1,30
|
М(b0 = 2240 мм)
|
180
200
224
|
1,45
1,63
1,80
|
3,02
3,58
4,12
|
3,18
4,04
4,95
|
Пример 2. Рассчитать передачу клиновым ремнем нормального и узкого сечения, а также передачу поликлиновым ремнем от электродвигателя к редуктору привода ленточного конвейера. Требуемая мощность электродвигателя
Р1=5,2 кВт при
п1 = 2880 мин
-1. Передаточное число передачи
u=4,03, Характер нагрузки — спокойная, работа двухсменная. Передача предназначена для эксплуатации в центральных районах страны.
Решение. 1. Выбор сечения ремня. Для передачи мощности
Р1 = 5,2 кВт при
n1=2880 мин
-1 можно принять ремни обычного качества: а) клиновой ремень нормального сечения А, класс 1; б) клиновой ремень узкого сечения SPZ, класс I; в) поликлиновой ремень сечения К. 2. Выбор диаметра
d1 меньшего шкива. а) Вращающий момент на ведущем валу:
Т1= 9550
Р1/n1 = 9550·5,2/2880 = 17,4 Н·м. б) Коэффициент
Сp динамичности и режима работы при двухсменной работе:
Ср= 1,1. Тогда
Р1’=
СpP1 = 1,1·5,2 = 5,72 кВт. в) Диаметр
d1 меньшего шкива выбираем для ремней сечений A, SPZ, К соответственно:
d1 = 100 мм;
d1 = 71 мм;
d1= 80 мм. Для сравнения расчет передачи выполняем для всех трех типов ремней и результаты сводим в табл. 11.
Таблица 11 Результаты расчета передач клиновыми ремнями нормального и узкого сечений и поликлиновыми ремнем
Определяемая величина
|
Результаты для ремней
|
А
|
SPZ
|
К
|
Расчетный диаметр d1 меньшего шкива, мм
|
100
|
71
|
80
|
Высота h ремня, клина, мм
|
8
|
8
|
2,35
|
Скорость ремня, м/с
|
15,1
|
10,7
|
12,1
|
Расчетные диаметр d2большего шкива, мм, при = 0,015
|
397
|
282
|
318
|
Принимаем d2 мм
|
400
|
280
|
315
|
Фактическое передаточное число uф
|
4,06
|
4
|
4
|
Ориентировочное межосевое расстояние а, мм
|
283
|
201
|
220
|
Длина ремня Lp. мм
|
1430
|
1007
|
1123
|
Принимаем Lp, мм , из стандартного ряда
|
1600
|
1120
|
1120
|
Частота пробегов ремня, , с-1
|
9,4
|
10,6
|
10,8
|
Допускаемая частота [U] пробегов ремня, с-1
|
20
|
20
|
30
|
Номинальное межосевое расстояние аном мм
|
378
|
264
|
218
|
Угол обхвата ремнем меньшего шкив α1 град
|
134,7
|
134,8
|
118,6
|
Минимально допустимый угол обхвата [α]1 град
|
110
|
110
|
110
|
Минимальное межосевое расстояние аmin, при 0,98 Lp
|
360
|
252
|
205
|
Максимальное межосевое расстояние amax при 1,055 Lp
|
425
|
297
|
254
|
Допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним ремнем или одним клином [P]о, кВт
|
2,07
|
2,0
|
0,43
|
Базовая длина ремня Lо, мм
|
1700
|
1600
|
710
|
Поправочные коэффициенты:
|
|
|
|
а) коэффициент Саугла обхвата
|
0,87
|
0,87
|
0,80
|
б) при Lp /Lо
|
0,94
|
0,7
|
1,58
|
коэффициент CL длины ремня
|
0,98
|
0,93
|
1,08
|
в) коэффициент Сu передаточного числа
|
1,14
|
1,14
|
1,14
|
Допускаемая мощность [Р], передаваемая одним ремнем или одним клином, кВт
|
1,82
|
1.67
|
0,39
|
Ориентировочное число z ремней или клиньев при Сz = 1
|
2,85
|
3,11
|
13,7
|
Коэффициент Сz числа клиньев
|
0,95
|
0,9
|
0,85
|
Число z ремней или клиньев
|
3
|
4
|
16
|
Допускаемое число [z] ремней пли клиньев
|
10
|
10
|
36
|
Ширина шкива В, мм
|
50
|
53
|
42
|
Ресурс ремней Lh, ч при К1 = 2,5 и К2 = 1
|
5000
|
5000
|
—
|
Сила предварительного натяжения ремней Fо, Н
|
395
|
493
|
459
|
Сила Fn, Н, действующая на валы
|
729
|
910
|
789
|